【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，属于新能源并网变换器分析与控制。
技术介绍
1、可再生能源的装机容量持续增长，已经引起了电网中一系列的宽带振荡问题。基于并网变流器阻抗的分析方法是一种有效的方法，近年来被大量学者进行广泛研究。阻抗分析法是利用并网变流器的等效阻抗和电网阻抗来分析系统的稳定性。因此，需要准确的获取并网变流器的阻抗或导纳。
2、频率耦合导纳能够反映并网变流器的频率耦合特性，近年来一直被持续研究。现有的频率耦合导纳测量方法需要研制相应电压等级和容量的测量装备，将其串联到线路上，通过向并网变流器注入谐波来测量各个频率点的等效频率耦合导纳。然而，此方法的硬件成本较高，便捷性较差。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，无需研制导纳测量装备，能够大幅度降低测量成本并提高测量的便捷性。
2、术语解释：
3、1、伯德图：伯德图是所有控制系统在频域中进行分析的工具。它包括两个图，一个是幅频特性图，一个是相频特性图。幅频特性图表示了一个控制系统的输入和输出之间的幅值衰减程度；相频特性图表示此控制系统的输入和输出之间的相位差异。幅值和相位的变化都能通过伯德图观察出，所以控制系统在频率域上的特性可以进行数学分析。
4、2、零极点对消方法：控制系统在频域中可以等效为一个传递函数，这个传递函数是一个关于s的方程。传递函数的分母等于0的点，为传递函数的极点
5、3、正序电压：正序电压为a、b、c三相电压的初始相位依次滞后120度，这也是正常状态下电力系统的相序，即b相的初始相位=a相的初始相位-120度；c相的初始相位=b相的初始相位-120度。
6、4、负序电压：负序电压为a、b、c三相电压的初始相位依次超前120度，即b相的初始相位=a相的初始相位+120度；c相的初始相位=b相的初始相位+120度。
7、本专利技术的技术方案如下：
8、一种基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，包括如下步骤：
9、s1：向并网变流器的电流环注入扫频信号；
10、s2：根据电流环的扫频信号注入得到的电流环的d轴参考值 idref和电流反馈值 id的实测数据，求得电流环的闭环带宽；
11、s3：根据电流环实际带宽求解实际电感值 lact；
12、s4：设定频率耦合导纳的频率测量范围；
13、s5：将实际电感值 lact代入已经建立的参数失配下的并网变流器频率耦合导纳模型，测量出频率测量范围内的并网变流器频率耦合导纳。
14、优选的，步骤s2中，对电流环的d轴参考值 idref和电流反馈值 id进行快速傅里叶变换，得到各个频率下电流环的d轴参考值 idref和电流反馈值 id两个变量的幅值和相位，以频率为横坐标，将各个频率下的幅值依次相连形成伯德图中的幅频特性图，将各个频率下的相位依次相连形成伯德图中的相频特性图，最终绘制出完电流环完整的伯德图；伯德图的幅频特性图中，当幅值下降-3db时所对应的频率称为电流环的闭环带宽；当伯德图绘制好后，可直接从幅频特性图中寻找纵坐标为-3db时所对应的频率，从而求出电流环的闭环带宽。
15、优选的，步骤s3中，当电流环按照零极点对消的方法进行pi控制器参数整定时，电流环比例系数 kip和积分系数 kii的计算方法如下：
16、（1）
17、其中， ωid为电流环的期望带宽， rs为理论电阻值， ls为理论电感值；
18、电流环的频域传递过程如图3所示，因此，电流环的闭环传递函数 gic(j ω)如下：
19、（2）
20、其中， ts为控制周期； ω为角频率；j为复数，即虚数；
21、 f和 h的表达式如下：
22、（3）
23、其中， kr为实际电阻值和理论电阻值的比值， kl为实际电感值 lact和理论电感值 ls的比值；
24、当 h在较低带宽下近似等于0。此外， f的值远大于 h。因此，在闭环传递函数建模中可以忽略 h的影响，因此，式（2）可以被重写如下：
25、 （4）
26、当电感和电阻的实际参数失配时，电流环实际带宽的表达式如下：
27、（5）
28、其中，是参数失配下的电流环实际带宽；
29、由于实际中远小于，由式（3）知， f约等于 ls和 lact的比值，带入式（5），可得到简化后的式（5）如下：
30、（6）
31、式（6）描述了实际电感值 lact发生变化时，电流环实际带宽与电流环的期望带宽 ωid的定量变化；采用欧拉法对式（6）进行离散求解，即在很小步长下求取近似解，并将近似解连成一条曲线；以式（6）中的 ωid为横坐标，为纵坐标，两者之间无法直接求解出固定的表达式，当 ls等于 lact时，离散求解的曲线为图4中电感参数准确的曲线，当 ls小于 lact时，离散求解的曲线为图4中电感参数失配的曲线；
32、根据电感本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，其特征在于，步骤S2中，对电流环的d轴参考值idref和电流反馈值id进行快速傅里叶变换，得到各个频率下电流环的d轴参考值idref和电流反馈值id两个变量的幅值和相位，以频率为横坐标，将各个频率下的幅值依次相连形成伯德图中的幅频特性图；伯德图的幅频特性图中，当幅值下降-3dB时所对应的频率称为电流环的闭环带宽。
3.根据权利要求2所述的基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，其特征在于，步骤S3中，当电流环按照零极点对消的方法进行PI控制器参数整定时，电流环比例系数Kip和积分系数Kii的计算方法如下：
4.根据权利要求3所述的基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，其特征在于，步骤S5中，频率耦合特性如下：
5.根据权利要求4所述的基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，其特征在于，B1~B4是通过交直流功率平衡方程在频域下的传递过程得到的，并网变流器
6.根据权利要求5所述的基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，其特征在于，D1~D8是通过锁相环的频域传递过程、电压环和电流环的频域传递过程得到的，锁相环的传递过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，其特征在于，步骤s2中，对电流环的d轴参考值idref和电流反馈值id进行快速傅里叶变换，得到各个频率下电流环的d轴参考值idref和电流反馈值id两个变量的幅值和相位，以频率为横坐标，将各个频率下的幅值依次相连形成伯德图中的幅频特性图；伯德图的幅频特性图中，当幅值下降-3db时所对应的频率称为电流环的闭环带宽。
3.根据权利要求2所述的基于电流环扰动的并网变流器频率耦合导纳测量方法，其特征在于，步骤s3中，当电流环按照零极...
【专利技术属性】
技术研发人员：李可军，宋苑宗，刘智杰，孙媛媛，单鹏博，黄振山，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。